[发明专利]一种锂离子电池正极材料、其制备方法和在锂离子电池中的应用

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料包括锂位及金属位双掺杂的正极活性材料，所述正极活性材料中掺杂的元素包括化合价≤+2的第一金属元素和化合价≥+3的第二金属元素。

2.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述第一金属元素包括Na、K、Mg、Ca或Ba中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述第二金属元素包括Al、Ti、Zr、W、La、Ce、Sr、Y、V、Nb或Mo中的任意一种或至少两种的组合。

3.如权利要求1或2所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极活性材料中，第一金属元素占正极活性材料的0.01～2wt％；

优选地，所述正极活性材料中，第二金属元素占正极活性材料的0.01～2wt％。

4.如权利要求1-3之一所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述锂离子电池正极材料还包括正极活性材料表面的锂氧化物包覆层；

优选地，所述锂氧化物包覆层为LiAlO₂、Li₂ZrO₃、Li₂TiO₃、Li₂WO₄或LiNbO₃中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述锂离子电池正极材料中，锂氧化物包覆层的含量≤1wt％。

5.如权利要求1-4之一所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极活性材料的基材包括：Li_1+zNi_xCo_yMn_(1-x-y-z)O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂、LiNi_aCo_(1-a-b)Mn_bO₂、LiCoO₂、nLi₂MnO₃·(1-n)LiMO₂和LiMn₂O₄中的任意一种或至少两种的组合，所述0x1，0y1，0z1，0a1，0b1，0n1，所述M选自Ni、Co或Mn中的任意一种或至少两种的组合。

6.一种如权利要求1-5之一所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将锂盐、正极活性材料前驱体和掺杂材料混合，所述掺杂材料包括化合价≤+2的第一金属元素和化合价≥+3的第二金属元素，得到混合材料；

(2)将所述混合材料煅烧，得到锂离子电池正极材料。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合为球磨混合；

优选地，所述球磨混合的时间为2～10h；

优选地，所述球磨混合的转速为300～600r/min；

优选地，所述第一金属元素包括Na、K、Mg、Ca或Ba中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述第二金属元素包括Al、Ti、Zr、W、La、Ce、Sr、Y、V、Nb或Mo中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述正极活性材料前驱体为氢氧化物前驱体；

优选地，所述锂盐包括碳酸锂和/或氢氧化锂；

优选地，步骤(1)所述混合材料中，掺杂材料的含量为0.02～4wt％，优选为0.1～1wt％；

优选地，所述掺杂材料中，第一金属元素和第二金属元素的质量比为1:(0.5～5)。